0 引言

随着国民经济的发展，高架仓库的建设数量日趋增多，应用范围日趋广泛。面积大、高度高、物品堆积密集，是未来高架仓库的发展趋势和特点。据调查，高架仓库储存的大多是可燃物品（如塑料制品、日用百货、纺织品等），一旦发生火灾，将会在很短时间烧毁大批物资，造成巨大经济损失。本文根据设计实例，针对高架仓库火灾特点提出合理的火灾自动报警系统设计方案。

1 某高架仓库简述及其火灾特点

1.1 工程概况

该仓库占地面积3 000 m2，总高度28 m。其中货架高度为20 m，采用自动堆垛机运送系统。仓库内储藏物品为净水处理器的塑料水桶，为易燃物品。图1为高架仓库实景图，可以看出仓库中单位面积内堆积货物数量极大，火灾安全隐患极大。

1.2 高架仓库火灾特点

该仓库中堆放净水塑料水桶，属于塑料制品归为易燃品。如图1所示，若底层或中层货架内塑料桶燃烧后释放浓烟，浓烟会被上层货架或货物遮挡，导致探测器无法在第一时间报警。而由于货架堆积货物密度很高，一旦某处着火将会在很短时间烧毁大批货物。即使后期火灾自动报警系统联动灭火系统扑救火情，也会由于火势过大很难控制。所以，高架仓库火灾自动报警设计必须针对其火灾特点，选用覆盖范围广、无死角盲点并且具有先期报警功能的探测系统。

图1 高架仓库实景图 

Fig.1 Photo of high-rack warehouse

该仓库采用自动堆垛机运送堆放货物，仓库内电气设备繁多，电气装置漏电起火，照明设备电弧起火等都是起火因素，故高架仓库电气线路应设置剩余电流式电气火灾监控系统。

2 火灾自动报警系统设计

2.1 火灾自动报警系统设计方案

该高架仓库的火灾自动报警信号、联动、手动等通信电缆由厂区消防控制中心引来。消防控制中心设于高架仓库旁的厂房内一层，控制中心门直接对外并带有明显灯光标识，方便消防队员第一时间到达。根据GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》4.1.6条要求：“需要火灾自动报警系统联动控制的消防设备，其联动触发信号应采用两个独立的报警触发装置报警信号的‘与’逻辑组合。”即当发生火灾时任何联动设备都有“与”逻辑的组合控制（一个火灾探测器+一个手动火灾报警按钮信号）。

因此，当确认火灾后，火灾报警主机有以下联动：

a.启动各处的声光报警器、应急照明、消防广播，切断非消防负荷。

b.使各电梯迫降至底层平面后切断非消防电梯电源。

c.防火卷帘一降到底。

d.打开电动排烟阀。

e.启动消防排烟风机、加压送风机、喷淋水泵、消防水泵。

2.2 方案一：采用线型光束感烟火灾探测器

该高架仓库总高度28 m，其中货架高度为20 m，故普通感烟探测器已不再适用。方案一采用红外线对射式“线型光束感烟火灾探测器”。由于仓库过高，除在仓库顶部设置线型光束感烟火灾探测器外，还应在下部空间增设探测器，采用分层组网的探测方式。火灾实体试验结果表明，建筑内初期的阴燃火，建筑高度超过16 m时，烟气在6～7 m处开始出现第一次分层现象，上升至11～12 m处开始出现第二次分层现象。该高架仓库内在10 m高度处设有通风风机，烟气会在该对流层下1 m左右产生横向扩散。所以对该实例仓库，在6 m、9 m、12 m、顶部处设置4层线型光束感烟火灾探测器，实现高架仓库无盲区探测。

2.3 方案二：采用吸气式感烟火灾探测器

依据GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》并参考上海市地方标准DG/TJ 08-2048-2008《民用建筑电气防火设计规程》，方案二为：吸气式感烟火灾探测器的采样管采用水平和垂直结合的布管方式。因高架仓库货架高度20 m，仓库总高度达28 m，所以应在不同高度进行采样，确保吸气式感烟火灾探测器的灵敏度。故确定在高架仓库12 m，货架顶层上方约25 m处设置两层吸气式感烟火灾探测器，并在各货架垂直面上纵向布置。因高架仓库内在10 m高度处设有通风风机，烟气会在该对流层下1 m左右产生横向扩散。故确定在纵向采样管的9 m高度处设2个采样孔，有利于火灾早期的探测。本设计效果图如图2所示。图中红色管路为吸气式感烟火灾探测器的空气采样管，蓝色部分为货架。白色设备为采样主机，距地1.5 m安装。

2.4 设计方案比较

高架仓库火灾自动报警系统采用线型光束感烟火灾探测器能弥补普通感烟探测器在高度限制上的不足；从方案一中可以看出：分层组网的探测方式全方位保护了货架区域；且线型光束感烟火灾探测器的经济性比方案二高。不过货架内自动堆垛机、机械手臂以及货物繁多，极易造成遮挡从而误报警，是方案一的致命伤。且线型光束感烟火灾探测器的灵敏度较低，唯有等浓烟遮挡红外线方可报警，远不能满足高架仓库发生火灾阴燃时及时报警的需要。

图2 方案二设计效果图 

Fig.2 Design drawing for schemeⅡ

方案二中，吸气式感烟火灾探测器由水平和垂直的空气采样管组成。每根采样管上每隔几米就有一个采样小孔，形成了一组矩阵型的空气采样孔。利用探测主机内部抽气泵所产生的吸力，空气样品或烟雾通过这些小孔被吸入管道中，并传送到探测主机内部的高灵敏度烟雾探测腔检测空气样品中的烟雾颗粒浓度。对火灾早期固体受热升华产生的微小烟雾颗粒较为敏感，可以在肉眼看不见烟雾的阶段发布预警信号。且在施工、维护、使用上都胜过方案一的线型光束感烟火灾探测器。此外，根据上海市消防局《上海市大型物流仓库消防设计若干规定》，单层占地面积大于12 000 m2和多层占地面积大于9 600 m2的大型物流仓库内应设置空气采样烟雾报警等早期火灾报警系统。综合上述几点，可以看出吸气式感烟火灾探测器是未来高架仓库火灾自动报警系统设计的发展方向。不过吸气式感烟火灾探测器造价昂贵，在建设初期投资会有所增加。

2.5 剩余电流式电气火灾监控系统

根据高架仓库的火灾特点，设置剩余电流式电气火灾监控系统。监控主机设于厂区消防控制中心内，系统总线采用超5类UTP级连方式配线，总线采用金属管道单独敷设。剩余电流式电气火灾监控探测器设于配电间内各配电总箱，且依据《火灾自动报警系统设计规范》9.2.3条及条文解释将探测器报警值设定为500 mA。因高架仓库灯具高度普遍在10 m以上，一旦发生电气故障引发火灾很难发现，也没法在其上面设置其他探测器。故只有设置具有探测故障电弧功能的电气火灾监控探测器，才能实现对照明线路故障引起火灾的有效探测。所以在高架仓库的各末端照明配电箱内均设置具有探测故障电弧功能的电气火灾监控探测器。

举例：高架仓库总配电间内，通风风机配电总箱进线处正常剩余电流的计算。

数据统计：1.5 kW风机共22台；每台风机放射式供电后采用4 mm2聚乙烯电缆共1 200 m。

参照：《工业与民用配电设计手册》第3版P637表11-43、表11-44中数据。

计算结果：正常剩余电流=22×0.15+1.2×17=23.7 m A

结论：根据《工业与民用配电设计手册》第3版P637中所述“配电线路的剩余电流动作保护器动作电流应不小于正常运行泄漏电流的2.5倍。”23.7×2.5=59.25 mA,<500 mA，设计设定为500 mA符合要求。

3 结语

本文分析高架仓库的火灾特点，通过实例分析对比得出吸气式感烟火灾探测器的火灾自动报警系统不仅可以在火灾极早期发出火灾报警信号，也可以降低维修维护成本，并可根据现场环境灵活布置，是高架仓库的火灾自动报警系统探测器选择的优化方案。此外，在高架仓库火灾自动报警系统设计中应考虑采用剩余电流式电气火灾监控系统，及具有探测故障电弧功能的电气火灾监控探测器，优化组合设计方案保障高架仓库的消防安全。